技术特征：
1.基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器，其特征在于，包括：前级飞跨电容型三电平boost和后级逆变桥；所述前级飞跨电容型三电平boost包括输入直流电源v
dc
、电感l、mosfet功率管q
a
、mosfet功率管q
b
、二极管d
a
、二极管d
b
、缓冲电容c
f
、直流母线电容c
o
，所述输入直流电源v
dc
的正极接输入电感l的一端，电感l的另一端接二极管d
a
的阳极与mosfet功率管q
a
的漏极；二极管d
a
的阴极与缓冲电容c
f
的正极和二极管d
b
的阳极相连；mosfet功率管q
a
的源极与mosfet功率管q
b
的漏极相连；mosfet功率管q
b
的源极接直流电源v
dc
的负极与直流母线电容c
o
的负极；缓冲电容c
f
的负极接mosfet功率管q
a
的源极；直流母线电容c
o
的正极接二极管d
b
的阴极；直流母线电容c
o
接全控逆变桥的输入端；所述后级逆变桥包括全控逆变桥、滤波电感l
ac
、滤波电容c
ac
和负载电阻r；全控逆变桥的输入端接直流母线电容c
o
；全控逆变桥的正极输出接有电感l
ac
的正极，全控逆变桥的负极输出接交流侧的公共地；电容c
ac
与负载电阻r并联，一端接电感l
ac
的负极，另一端接交流侧的公共地。2.根据权利要求1所述的基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器，其特征在于，所述全控逆变桥由四个mosfet功率管s
ap
、s
an
、s
bp
、s
bn
组成。3.根据权利要求1所述的基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器，其特征在于，所述缓冲电容c
f
和直流母线电容c
o
均为薄膜电容。4.根据权利要求1所述的基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器，其特征在于，所述电感l的感值满足：其中：v
dc
为直流侧输入电压，k
i
为电感电流纹波系数，f
s
为mosfet功率管的开关频率，p
dc
为变换器的额定输出功率中的直流分量。5.根据权利要求1所述的基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器，其特征在于，直流母线电容c
o
的容值c
o
满足：其中：p
dc
为变换器的额定输出功率中的直流分量，fs为mosfet的开关频率，v
o
为变换器的直流母线电压，v
dc
为直流侧输入电压。6.根据权利要求1所述的基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器，其特征在于，缓冲电容c
f
的容值c
f
取值满足：其中：p
dc
为变换器的额定输出功率中的直流分量，k
f
为缓冲电压纹波系数，ω
line
为工频角频率，为缓冲电容电压平均值。7.权利要求1至6任一项所述基于飞跨电容型三电平boost的单相逆变器的控制方法，其特征在于，包括：将输入电感l上的二倍频纹波控为0，直流母线电容c
o
上的二倍频纹波控为0，利用缓冲电容c
f
吸收系统内的二倍频纹波能量。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括对功率级电路耦合部分的解耦运算，具体包括：是直流母线电压稳态平均值的指令信号，由数字控制器直接给定；v
bus
为实时采样得到的直流母线电压信号，经过陷波器后滤出二倍频的纹波信号得到实时的母线电压直流
分量，与做差输入给pi调节器gv得到输入电感电流的直流分量参考值实时采样的电感电流信号i
l
经过陷波器后滤出二倍工频分量得到电感电流的直流分量，与电流信号的参考值做差输入给pi调节器g
i
即可得到系统的控制变量g；采用电压外环电流内环的传统双环控制方法对输入电感电流与直流母线电压的直流分量做了精确的控制；v
f0
为缓冲电容电压直流分量，由数字控制器直接给定；后级全控型逆变桥为开环控制，易得交流侧相位信息的信号sin(2ωt)；带入解耦计算公式获得占空比信号d
a
和d
b
；将占空比信号d
a
和占空比信号d
b
调制生成开关信号sw
a
，sw
b
，实现对于mosfet功率管q
a
和mosfet功率管q
b
的控制。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述对功率级电路耦合部分的解耦运算公式为：其中，d
a
,d
b
分别代表mosfet功率管q
a
与q
a
导通的占空比；ω为工频角频率，v
f0
为缓冲电容电压平均值。
技术总结
本发明提供一种具备有源功率解耦功能的两级式单相逆变器电路及控制方法，属于电力技术领域，单相逆变器电路包括：前级飞跨电容型三电平boost和后级逆变桥；所述前级飞跨电容型三电平boost包括输入直流电源V
技术研发人员：张岩 高晓阳 于博洋 刘进军
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/6/26